Czy spalać osady ściekowe?

Obecnie w kraju około 750 tys. ton suchej masy wytworzonych osadów ściekowych składowanych jest na terenie oczyszczalni ścieków. Przyjmując, że z jednego metra sześciennego surowych ścieków otrzymuje się około 250 g suchej masy, to statystyczny mieszkaniec wytwarza 60÷70 g suchej masy osadów ściekowych na dobę. Biorąc pod uwagę podjęcie przez Polskę zobowiązania zapisanego w Traktacie Akcesyjnym do UE (dotyczącego wyposażenia 85% mieszkańców w systemy kanalizacji zbiorczej do końca 2015 roku), będziemy mieli duży problem nie tylko ekologiczny, ale też ze spełnieniem odpowiednich przepisów UE.

Osad powstający w wyniku obowiązkowego oczyszczania ścieków komunalnych, zgodnie z obowiązującymi przepisami, może być wykorzystywany rolniczo^[•] lub utylizowany jako odpad^[••].

Rolnicze wykorzystywanie osadów ściekowych

Rolnicze wykorzystywanie osadów ściekowych ograniczone zostało do:

• rekultywacji terenów,

• uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i do produkcji pasz – np. na cele energetyczne (przykład oczyszczalni w Łodzi),

• uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu,

• dostosowania gruntów do określonych potrzeb wynikających z planów zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu.

Jednak osady stosowane do ww. celów podlegają ostrym wymaganiom dotyczącym zawartości metali ciężkich, azotu (ogólnego i amonowego), fosforu ogólnego, wapnia, magnezu oraz bakterii z rodzaju Salmonella i żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris (0 zawartości). Rozporządzenie w sprawie komunalnych osadów ściekowych ogranicza też rodzaje gruntów, na których można je wykorzystywać (pH nie mniejsze niż 5,6) oraz ich dawki na hektar. Podaje również wymagania odnośnie częstotliwości badań osadów i gruntów, na których osady są stosowane.

Jednocześnie ustawa o odpadach ogranicza miejsce stosowania osadów, zakazując stosowania komunalnych osadów ściekowych:

• na obszarach parków narodowych i rezerwatów przyrody,

• na wewnętrznych terenach ochrony pośredniej stref ochronnych ujęć wody,

• w pasie gruntu o szerokości 50 m bezpośrednio przylegającego do brzegów jezior i cieków,

• na terenach zalewowych, czasowo podtopionych i bagiennych,

• na terenach czasowo zamarzniętych i pokrytych śniegiem,

• na gruntach o dużej przepuszczalności (w szczególności piaskach luźnych i słabogliniastych oraz piaskach gliniastych lekkich), jeżeli poziom wód gruntowych znajduje się na głębokości mniejszej niż 1,5 m poniżej powierzchni gruntu,

• na gruntach rolnych o spadku przekraczającym 10%,

• na obszarach zasilania zbiorników wód podziemnych,

• na terenach objętych pozostałymi formami ochrony przyrody, jeżeli osady ściekowe zostały wytworzone poza tymi terenami,

• na terenach położonych w odległości mniejszej niż 100 m od ujęcia wody, domu mieszkalnego lub zakładu produkcji żywności,

• na gruntach, na których rosną rośliny sadownicze i warzywa, z wyjątkiem drzew owocowych,

• na gruntach przeznaczonych pod uprawę roślin jagodowych i warzyw, których części jadalne bezpośrednio stykają się z ziemią i są spożywane w stanie surowym – w ciągu 18 miesięcy poprzedzających zbiory i w czasie zbiorów,

• na gruntach wykorzystywanych na pastwiska i łąki,

• na gruntach wykorzystywanych do upraw pod osłonami.

Jak z powyższego wynika, rolnicze wykorzystanie osadów wymaga ich odpowiedniego przygotowania, prowadzenia ciągłej kontroli oraz jest ograniczone co do miejsca zastosowania.

Osady ściekowe jako odpady

W ustawie o odpadach przez komunalne osady ściekowe rozumie się pochodzący z oczyszczalni ścieków osad z komór fermentacyjnych oraz innych instalacji służących do oczyszczania ścieków komunalnych i innych ścieków o zbliżonym składzie.

Ustawa dopuszcza następujące formy postępowania z osadami ściekowymi:

1. zagospodarowanie (omówione powyżej),

2. składowanie,

3. przekształcanie termiczne.

Przekształcanie termiczne to wszelkiego rodzaju procesy utleniania (w tym spalanie i zgazowanie) oraz rozkładu (piroliza). Najbardziej rozpowszechnionym sposobem termicznego przekształcania osadów ściekowych jest spalanie lub współspalanie z paliwami (najczęściej stałymi) w kotłach węglowych.

Poniżej przedstawiono przykłady dobrego funkcjonowania spalarni osadów ściekowych.

Simmeringer Haide w Wiedniu^[1]

Simmeringer Haide w Wiedniu na czterech liniach wyposażonych w kotły fluidalne może spalać ponad 250 ton suchej masy osadów na dobę. Zatem spalarnia ta w pełni pokrywa zapotrzebowanie Wiednia na utylizację osadów ściekowych otrzymywanych z 680.000 metrów sześciennych ścieków na dobę. Celem uzyskania prawnie wymaganej temperatury spalania (850ºC), jako paliwo wspomagające stosowane są palne frakcje odpadów komunalnych, mączka kostna i ciężki olej opałowy. Wytwarzana w kotłach fluidalnych para wykorzystywana jest do produkcji energii elektrycznej i ciepła kierowanego do miejskiej sieci ciepłowniczej Wiednia. Spaliny oczyszczane są w instalacjach oddzielnych dla każdego kotła, wyposażonych w elektrofiltr, dwustopniową płuczkę, reaktor ze złożem węgla aktywnego oraz instalację odazotowania opartą na metodzie katalitycznej. Ważne jest to, że obiekt ten został zaakceptowany przez okolicznych mieszkańców dzięki utrzymywaniu niskiego poziomu emisji zanieczyszczeń i jej ciągłemu monitoringowi oraz prowadzeniu otwartej polityki informacyjnej.

VERA w Hamburgu^[2]

VERA w Hamburgu już prawie od 9 lat unieszkodliwia wszystkie osady ściekowe z miasta. Rocznie jest to prawie 100.000 ton pochodzącego z Hamburga osadu ściekowego, około 7.000 ton skratek oraz około 25.000 ton mechanicznie oczyszczonych osadów z okolic Hamburga o zawartości suchej masy od 20 do 30%. Osady są mechanicznie odwadniane, a następnie termicznie suszone do uzyskania około 42% suchej masy w osadzie. Zadaniem instalacji VERA jest też spalanie ok. 18 mln m³ gazów procesowych (obciążonych odorami, nasyconych wilgocią) powstających w procesie suszenia osadów ściekowych. Spalarnia wykorzystuje biogaz powstający w oczyszczalni ścieków do produkcji ciepła i energii elektrycznej przy pomocy silników gazowych.

Instalacja VERA składa się z trzech linii technologicznych, z których każda wyposażona jest w kocioł fluidalny oraz instalację oczyszczania spalin. Temperatura w złożu fluidalnym wynosi 800ºC, a po nadmuchu powietrza wzrasta do 900ºC, tak, że proces spalania nie wymaga dostarczania dodatkowego paliwa. Każdy z kotłów wytwarza w ciągu godziny 9 ton pary, która wykorzystywana jest do napędu turbin produkujących energię elektryczną (rocznie VERA wytwarza ok. 20.000 MWh na potrzeby własne i ok. 50.000 MWh na sprzedaż do sieci elektroenergetycznej).

Każdy kocioł wyposażony jest w instalację oczyszczania spalin składającą się z dwustrefowego elektrofiltra, skrubera (płuczki HCl wieżowej), skrubera SO₂ i filtra workowego. Z osadów ściekowych ze skrubera SO₂ produkowane jest rocznie około 2600 ton gipsu, który po odwodnieniu wykorzystywany może być do produkcji płyt gipsowo-kartonowych oraz tynków gipsowych. Parametry spalin opuszczające instalacje oczyszczania spełniają ostre niemieckie wymagania ochrony środowiska BlmSchV.

Zagospodarowanie osadów ściekowych w Polsce i w innych krajach

W „starych” krajach UE głównymi sposobami zagospodarowania osadów ściekowych są:

• wykorzystanie rolnicze (32%).

• składowanie (25%),

• spalanie (13%),

• kompostowanie (13%).

Natomiast w krajach nowo przyjętych:

• wykorzystanie rolnicze (38%),

• składowanie (33%),

• spalanie (1%),

• kompostowanie (6%).

W Polsce pracuje tylko jedna instalacja termicznego przekształcania osadów ściekowych – w Oczyszczalni Ścieków „Dębogórze” w Gdyni. Do budowy takich instalacji w oparciu o fundusze unijne przymierzają się: Warszawa, Łódź, Kraków, Poznań, Gdańsk, Olsztyn, Zielona Góra, Włocławek, Radom oraz Bydgoszcz.

Podsumowanie

Metoda termicznego przekształcania komunalnych osadów ściekowych w specjalnie do tego celu zaprojektowanych instalacjach jest w pełni bezpieczna dla środowiska i zdrowia ludzi. Dowodzi tego praktyka funkcjonujących od wielu lat obiektów tego typu w najwyżej rozwiniętych cywilizacyjnie państwach świata. Wykorzystanie energii słonecznej do suszenia osadów poprawi jeszcze bardziej dodatni bilans energetyczny przekształcania termicznego.

Rolnicze, bądź przyrodnicze wykorzystanie osadów, ze względu na coraz wyższe ich obciążenie metalami ciężkimi i ograniczeniami co do miejsca wykorzystania, będzie coraz trudniejsze. Również składowanie osadów jest obecnie bardzo ograniczone (Rozdział 7 ustawy o odpadach) i będzie nadal ograniczane w najbliższej perspektywie czasowej.
Ustawa o odpadach określa zasady postępowania z odpadami w sposób zapewniający ochronę życia i zdrowia ludzi oraz ochronę środowiska naturalnego zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju, czyli zgodnie z obecnymi potrzebami, a jednocześnie nie utrudniając przyszłym pokoleniom realizacji ich potrzeb. Wydaje się, że termiczne przekształcanie komunalnych osadów ściekowych spełnia ten warunek.

Bibliografia:

^[1] – Simmeringer Haide w Wiedniu

^[2] – VERA w Hamburgu (http://www.faulgas.de, http://www.verahamburg.de)